Como funciona uma bomba de hidrogênio?

O processo físico da bomba de hidrogênio envolve muito mais energia do que o da bomba atômica. Se para conseguir acionar a bomba atômica são necessários explosivos, para acionar a bomba de hidrogênio, simplesmente é necessária uma bomba atômica com potencial equivalente às que foram lançadas sobre as cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki.

"É um processo tão violento em termos de geração de energia que até hoje não se conseguiu controlar. É o mesmo que acontece no Sol, onde ocorre a fusão de uma quantidade absurda de hidrogênio. O Sol é formado basicamente de hidrogênio", diz o professor Ennio Peres da Silva, coordenador do Laboratório de Hidrogênio da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). E a forma de liberar tanta energia para fundir os núcleos é a fissão nuclear, processo da bomba atômica.

Fissão x fusão

A fissão nuclear é provocada a partir de elementos pesados como o urânio e o plutônio, que possuem em seus núcleos muitos prótons e nêutrons (92 prótons no urânio e 94 no plutônio). O que ocorre é a quebra do núcleo do átomo quando se acrescenta um nêutron, liberando mais nêutrons, provocando uma reação em cadeia. Ou seja, o núcleo foi dividido por um nêutron e liberou 2 ou 3 nêutrons, que vão atingir outros núcleos de outros átomos e dividí-los também, produzindo várias quebras e liberando energia.

Já a bomba H é feita a partir da fusão de isótopos (átomos com o mesmo número de prótons e elétrons, mas número diferente de nêutrons) do hidrogênio. São eles o deutério, que tem um nêutron mais no núcleo, e o trítio, que possui dois nêutrons. Em vez de dividí-los, usa-se a energia para unir dois átomos e formar um átomo mais pesado, o do hélio, que tem dois prótons e dois elétrons. "Os prótons são positivos, então se repelem. Por isso, precisa-se de muita energia para superar essa repulsão e fundí-los", afirma o professor. Esse processo é chamado de fusão nuclear.

Fabricação da bomba

Os detalhes da fabricação da bomba de hidrogênio são obviamente um segredo, mas o professor conta que a montagem da bomba de hidrogênio ocorre dentro de uma bomba de urânio ou plutônio. Esta é feita em formato esférico -- por ser o mais propício à explosão -- e as duas partes da esfera ficam separadas. "O hidrogênio é um gás que reage muito com metais e entra na estrutura deles formando hidretos", diz.

Quando se fabrica a bomba de hidrogênio, utiliza-se um metal que absorve hidrogênio na forma de deutério, como o lítio, por exemplo. "É possível fazer uma combinação de urânio ou plutônio de forma que, quando o urânio explodir, o deutério se funda". Assim, são necessários explosivos para acionar a bomba atômica que, por sua vez, aciona a bomba H. "Os explosivos usados são secretos, mas provavelmente são explosivos plásticos arranjados de forma especial".

A quantidade desses elementos vai determinar a potência das bombas, mas calcula-se que a bomba de hidrogênio libere cerca de mil vezes mais energia do que a de urânio ou plutônio. A energia liberada pela fissão de um átomo de urânio 235 é de 180 milhões de elétrons volts (180 MeV). Já a de fusão de um átomo de deutério e um de trítio, formando um núcleo de hélio e liberando um nêutron, é de 17,6 MeV. Apesar de 10 vezes menor que a fissão, em termos de massa é muito maior, pois o urânio é cerca de 50 vezes mais pesado que a soma do deutério e do trítio.

Radioatividade

O urânio é um elemento muito radioativo, enquanto apenas o isótopo trítio do hidrogênio também é. Portanto, na comparação de uma bomba atômica e uma de hidrogênio com a mesma potência, a radioatividade liberada na bomba atômica é muito maior do que a bomba H. A bomba de hidrogênio libera mais calor do que radiação. Mas, como é necessária uma bomba atômica para acioná-la, a contaminação radioativa é a mesma de uma bomba atômica menor, entre 10 e 20 quilotons (equivalente a 20 mil toneladas de dinamite).

"Atualmente, as bombas que foram jogadas em Hiroshima e Nagasaki são consideradas pequenas perto das armas de 50 megatons (equivalente a 50 milhões de toneladas de dinamite). Para acionar a bomba H seria necessário uma dessas bombas pequenas e a contaminação radioativa seria equivalente a essas bombas", diz Silva.

A maior bomba de hidrogênio detonada foi a Tzar, que liberou 50 megatons, lançada em 1961 pela União Soviética.